Công thức tính vận tốc là gì? Bài viết dưới đây sẽ tổng hợp các công thức tính vận tốc lớp 5, lớp 8, lớp 10. Hy vọng đây sẽ là nguồn tài liệu tham khảo hữu ích cho bạn đọc trong quá trình học và ôn luyện môn Vật Lý.
Contents
- Vận tốc là gì?
- Các công thức tính vận tốc
- Công thức tính vận tốc trong chuyển động thẳng đều
- Công thức tính vận tốc tức thời trong chuyển động đều
- Công thức tính vận tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều và chậm dần đều
- Công thức tính vận tốc trung bình lớp 8
- Công thức tính vận tốc cùng chiều chuyển động
- Công thức tính vận tốc ngược chiều chuyển động
- Công thức tính vận tốc cực đại trong dao động điều hòa
- Công thức tính vận tốc góc
- Công thức tính vận tốc dòng chảy trong ống
- Công thức tính vận tốc truyền âm
Vận tốc là gì?
Vận tốc là một đại lượng Vật Lý đặc trưng cho mức độ nhanh hoặc chậm của chuyển động. Độ lớn của vận tốc được xác định bằng độ dài quãng đường vật di chuyển được trong một đơn vị thời gian nhất định.
Đơn vị đo vận tốc thường là m/s, m/ phút, km/s, km/ giờ,… tùy từng chuyển động.
Bài viết tham khảo: Các cách chứng minh 3 điểm thẳng hàng
Các công thức tính vận tốc
Công thức tính vận tốc trong chuyển động thẳng đều
Khi vật chuyển động thẳng đều, tốc độ cũng như chiều chuyển động của vật không bị thay đổi theo thời gian. Vì vậy, để tính vận tốc của vật, ta chỉ cần lấy quãng đường đi được chia cho thời gian đi hết quãng đường đó.
Công thức:
(v: vận tốc của vật; s: quãng đường; t: thời gian)
Công thức tính vận tốc tức thời trong chuyển động đều
Công thức:
=> Vận tốc tức thời của vật tại một điểm cho biết tại điểm đó, xe đang chuyển động nhanh hay chuyển động chậm.
Công thức tính vận tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều và chậm dần đều
Công thức:
v = v0 + at
(v: vận tốc tức thời; v0 : vận tốc của vật tại thời điểm t0 = 0; a: gia tốc của vật; t: tại thời điểm ta xét).
Điều kiện:
- Nếu chuyển động cùng chiều (+) của trục tọa độ thì v0 > 0 và ngược lại.
- Nếu là chuyển động nhanh dần đều thì a sẽ cùng dấu với v0. Ngược lại, chuyển động chậm dần đều thì a sẽ trái dấu với v0
Lúc này, v được coi như một hàm số và nó có đồ thị như sau:
- Đồ thị vận tốc – thời gian khi vật chuyển động thẳng, nhanh dần đều:
- Đồ thị vận tốc – thời gian khi vật chuyển động thẳng, chậm dần đều.
Khi đó, quãng đường mà vật di chuyển được trong chuyển động thẳng nhanh dần đều hoặc chuyển động thẳng, chậm dần đều là:
Bên cạnh đó, ta cũng có công thức liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và quãng đường vật đi được trong chuyển động thẳng nhanh dần đều như sau:
Ví dụ 1: Một chiếc xe đạp chuyển động thẳng với vận tốc 5m/s thì tăng tốc với gia tốc là 0.5 m/s² . Hãy tính vận tốc của xe đạp sau khi nó tăng tốc được 15 giây.
Lời giải:
Chọn mốc thời gian ban đầu t0 = 0 là thời điểm xe đang di chuyển với vận tốc 5m/s và chuẩn bị tăng tốc.
Chiều dương là chiều chuyển động của xe và xe chuyển động nhanh dần đều
=> v = v0 + at
Khi đó, vận tốc của xe đạp sau khi tăng tốc được 10 giây là:
v = v0 + at = 5 + 0.5 × 15 = 12.5 m/s.
Ví dụ 2: Một chiếc xe ô tô đang chạy với vận tốc 36km/h thì thấy 1 chiếc hố cách xe khoảng 20m. Tài xế phanh xe gấp và đến gần sát miệng hố thì dừng lại. Hãy tính gia tốc và thời gian hãm phanh.
Lời giải:
Theo bài ra, ta có:
v0 = 36 km/h = 10m/s
Sau khi xe hãm phanh thì quãng đường s = 20m và xe dừng lại v = 0.
Gia tốc của xe là:
Thời gian xe hãm phanh là:
Bài viết tham khảo: Số từ và lượng từ là gì? Cách phân biệt và bài tập ví dụ
Công thức tính vận tốc trung bình lớp 8
Vận tốc trung bình được xác định bằng tổng quãng đường vật di chuyển chia cho tổng thời gian. Công thức:
Vtrung bình = Tổng quãng đường : Tổng thời gian.
Ví dụ: Một chiếc xe di chuyển từ điểm A đến B và sau đó lại di chuyển từ B về A. Chiều đi (từ A đến B), người này đi với vận tốc là v1 = 40km/h và chiều về (từ B về A) là 60km/h. Hãy tính vận tốc trung bình của chiếc xe đó trên cả lộ trình?
Lời giải:
Gọi S là độ dài quãng đường di chuyển từ A đến B => Quãng đường chiếc xe đó chạy được là 2S.
Gọi v và t lần lượt là vận tốc trung bình và thời gian chiếc xe đó đã đi trong cả lộ trình.
=> Thời gian chiếc xe chạy hết lộ trình:
Theo bài ra, ta có:
Từ phân tích (1) và (2), ta có:
Vậy vận tốc trung bình của chiếc xe đó trên cả lộ trình là 48km/h.
Công thức tính vận tốc cùng chiều chuyển động
Khi hai hay nhiều vật chuyển động cùng chiều thì vận tốc được xác định theo công thức sau:
v = s : t
Đối với dạng bài này, ta có 3 bài toán như sau:
Bài toán 1: Vật chuyển động cùng chiều, có cùng thời điểm xuất pháp nhưng khác vị trí.
Phương pháp giải:
Ví dụ: Các tỉnh A, B và C nằm cùng trên 1 đường đường. Tỉnh A cách tỉnh B 64km. Một người khởi hành từ tỉnh A lúc 7h và đi theo hướng về tỉnh C với vận tốc là 39km/h. Cùng lúc đó, một người khác cũng khởi hành từ tỉnh B và đi theo hướng về tỉnh C với vận tốc là 23km/h.
- Thời gian để người đi từ tỉnh A (người A) gặp người đi từ tỉnh B (người B)
- Lúc người đi từ tỉnh A gặp người đi từ tỉnh B là mấy giờ? Vị trí đó cách tỉnh A khoảng bao xa?
Lời giải:
Hiệu vận tốc giữa người xuất pháp từ tỉnh A và người xuất pháp từ tỉnh B là:
39 – 23 = 16 km/h
Thời gian người xuất pháp từ tỉnh A đuổi kịp người xuất pháp từ tỉnh B là:
64: 16 = 4 h
Khi người đi từ tỉnh A đuổi kịp người đi từ tỉnh B là 7 + 4 = 11h
Vị trí mà 2 người này gặp nhau cách tỉnh A một quãng đường khoảng: 39 × 4 = 156km.
Bài toán số 2: Chuyển động cùng chiều, cùng địa điểm nhưng khác thời gian.
Ví dụ: Lúc 7h, Lan đi đến trường bằng xe đạp với vận tốc 16km/h. Cũng trên quãng đường đó, mẹ Lan đi làm lúc 7h15 phút bằng xe máy với vận tốc 40km/h. Hai mẹ con sẽ gặp nhau lúc mấy giờ và cách nhà bao nhiêu?
Lời giải:
Thời gian Lan ra khỏi nhà trước mẹ:
7h 15 phút – 7h = 15 phút = ¼ h
Trong 15 phút đó, quãng đường lan đi được là:
16 × ¼ = 4km
Hiệu vận tốc giữa Lan và mẹ là:
40 – 16 = 24 km/h
Thời gian Lan và mẹ gặp nhau là:
4 : 24 = 0.16h = 9.6 phút 10 phút
Lúc Lan và mẹ gặp nhau là:
7h + 10 phút = 7h 10 phút
Vị trí hai mẹ con gặp nhau cách nhà một quãng đường bằng:
0.16 × 40 = 6.4 km
Công thức tính vận tốc ngược chiều chuyển động
Công thức:
v = s : t
Ta cũng có 2 dạng bài toán liên quan đến chuyển động ngược chiều. Đó là:
Bài toán số 1: Chuyển động xuất phát cùng lúc nhưng ngược chiều nhau.
Phương pháp giải:
Ví dụ minh họa:
Bài toán số 2: Hai chuyển động xuất pháp ngược chiều và không cùng lúc
Phương pháp giải:
Ví dụ minh họa:
Công thức tính vận tốc cực đại trong dao động điều hòa
Dao động điều hòa là dao động mà sau một khoảng thời gian bằng nhau thì vật sẽ quay trở lại vị trí ban đầu và theo hướng cũ.
Vận tốc cực đại của chất điểm trong dao động điều hòa là:
vmax = ω . A
(vmax: vận tốc cực đại; : Tần số góc; A: Biên độ dao động)
Công thức tính vận tốc góc
Vận tốc góc chuyển động quay của một vật thể là một đại lượng véc tơ cho biết mức độ thay đổi theo thời gian vị trí góc của vật và hướng chuyển động.
Công thức:
ω = dφ/dt
(ω: tốc độ góc; dφ/dt: đạo hàm góc quay sau khoảng thời gian t)
Công thức tính vận tốc dòng chảy trong ống
Để xác định tốc độ của dòng chảy, ta có thể dựa vào công thức tính lưu lượng dòng chảy:
Q = A × v
Trong đó:
- Q: Lưu lượng dòng chảy
- A: Tiết diện của mặt cắt
- v: Vận tốc dòng chảy
=> v = Q : A
Hoặc
Trong đó:
- h: chiều cao cột nước
- g: có giá trị bằng 9.81
Công thức tính vận tốc truyền âm
Vận tốc truyền âm là đại lượng đặc trưng cho sự lan truyền nhanh hoặc chậm của âm thanh. Trong các môi trường khác nhau thì vận tốc truyền âm cũng khác nhau.
Công thức:
v = s : t
(v: vận tốc truyền âm, s: quãng đường truyền âm; t: thời gian truyền âm).
Ví dụ: Hoa đang đứng tại cổng trường và nhìn thấy bác bảo vệ đánh trống. Sau khoảng ⅕ giây thì Hoa nghe thấy tiếng trống. Khoảng cách từ Hoa đến trống khoảng 80m. Hãy tính vận tốc truyền âm?
Lời giải:
Vận tốc truyền âm trong không khí:
v = s : t = 80 : 0.2 = 400 (m/s)
Bài viết tham khảo: Unique là gì? Khám phá tất cả các ý nghĩa khác nhau của “unique”
Hy vọng qua bài viết trên sẽ giúp các bạn nắm vững các công thức tính vận tốc. Mọi câu hỏi thắc mắc xin vui lòng để lại bình luận bên dưới, mình sẽ giải đáp giúp bạn!
